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Corrección y edición: Yamila Isabel Díaz BravoFotografía: Eduardo Calves SomozaCubierta y diseño gráfico: Raúl Goenaga González, Raisdael Manzanares BlancoDiagramación: Yamila Isabel Díaz Bravo

SOBRE LA PRESENTE EDICIÓN:

© Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) 2012© Miriam de la Caridad Núñez Vázquez

ISBN: 978-959-7023-59-3 (versión impresa) 978-959-7023-60-9 (versión digital)

Ediciones_INCACarretera San José-Tapaste, km 3½San José de las Lajas, Mayabeque, CubaGaveta postal 1. CP 32700

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COLABORADORES

Luis M. Mazorra MoralesDr. en Ciencias Biológicas, Investigador contratado

Instituto de Fisiología VegetalUniversidad de la Plata

Argentina

Yanelis Reyes GuerreroLic. en Bioquímica, Aspirante a investigadora

del departamento de Fisiología y Bioquímica VegetalInstituto Nacional de Ciencias Agrícolas

Cuba

Lissy Rosabal AyanLic. en Bioquímica, Reserva Científica


Cuba

Lisbel Martínez GonzálezIng. Agrónoma, Especialista


Cuba

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AGRADECIMIENTOS

A todos los investigadores, especialistas, técnicos,

productores, que con su dedicación y trabajo lograron

los resultados que se incluyeron en este libro

relacionados con la aplicación de los análogos

espirostánicos, sintetizados en Cuba, a diferentes cultivos

de importancia económica, tanto a nivel experimental

como en la práctica productiva.

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PRÓLOGO

En un período de la historia de las ciencias agrícolas en Cuba, enparticular en la etapa posterior al triunfo de la Revolución Cubana,caracterizado por grandes aportes al conocimiento y a la prácticaproductiva, pero de limitadas posibilidades financieras para sudivulgación, Ediciones_INCA hace público el LibroBRASINOESTEROIDES Y SUS ANÁLOGOS: APLICACIONESPRÁCTICAS EN LA AGRICULTURA, escrito por la Licenciada enQuímica, Doctora en Ciencias Agrícolas e Investigadora TitularMiriam de la Caridad Núñez Vázquez, con la colaboración de losintegrantes de su colectivo científico investigativo.

Por qué este libro sobre los BRASINOESTEROIDES Y SUSANÁLOGOS: APLICACIONES PRÁCTICAS EN LA AGRICULTURAsi su autora principal y colaboradores han publicado ampliamentelos resultados a lo largo de muchos años de trabajo con losbrasinoesteroides y sus análogos?.

Porque los conocimientos deben compartirse para que tengan unimpacto en la sociedad y deben compartirse con todos losprotagonistas que intervienen en la realización de la agricultura,principalmente con los productores y este es uno de los propósitosfundamentales de este libro.

Porque, entre otras razones, en Cuba deben coexistir en armonía ysegún las políticas y estrategias establecidas, tanto la agriculturaaltamente tecnológica como la fundamentalmente sostenible y nose puede concebir una agricultura en el Siglo XXI que no utilice,entre otros resultados científicos recientes internacionales yparticularmente en Cuba, los obtenidos mediante las aplicacionesprácticas de los brasinoesteroides en la agricultura, la aplicaciónde análogos espirostánicos de estos compuestos, sintetizados enCuba, en diferentes cultivos de importancia económica, así comosu utilización como reguladores del crecimiento en la biotecnologíavegetal, sin dejar de tener en consideración en cualquier estrategiaproductiva agrícola, ante la creciente influencia pronosticada de

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los cambios climáticos y la consecuente presencia de estrésabióticos y bióticos, las demostradas potencialidades antiestrés deestos nuevos reguladores del crecimiento vegetal, con la granventaja de ser compuestos ecológicamente seguros.

Este libro, de 74 páginas, destinado fundamentalmente a poner adisposición del lector más variado sobre temas de agricultura, perofundamentalmente a los productores agrícolas, de una informaciónactualizada sobre las aplicaciones prácticas de los brasinoesteroidesen la agricultura a nivel internacional y en particular en la agriculturacubana, su empleo en la biotecnología vegetal, así como los efectosde los brasinoesteroides y sus análogos en plantas cultivadas encondiciones de estrés.

Evidentemente, por muchas razones se ha escrito este libro, degran utilidad para estudiantes, profesores, científicos, especialistas,productores,… y que ya entra a formar parte del acervo cultural dela nación.

Este libro es una modesta expresión del trabajo de mujeres yhombres de ciencia que ha formado la Revolución Cubana.

Al publicar este libro, el aguerrido colectivo laboral del Departamentode Fisiología y Bioquímica Vegetal del Instituto Nacional de CienciasAgrícolas (INCA) y en particular el colectivo bajo la dirección de suautora, deben sentirse orgullosos de que su constitución a principiosde la década de los años setenta del pasado siglo ha demostradoque fue correcta y que en la actualidad, dentro de la FisiologíaVegetal cubana, está situado en una posición de avanzada a nivelinternacional.

Dr.C. José Roberto Martín TrianaInvestigador Titular

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TABLA DE CONTENIDOS

Página

I. Introducción 9

II. Aplicaciones prácticas de los brasinoesteroidesen la agricultura. Experiencia internacional 10

Influencia en la germinación 10Efectos en el enraizamiento y el crecimiento vegetativo 11Efectos sobre el rendimiento y la calidad de las cosechas 14

III. Aplicaciones prácticas de análogos de brasinoesteroidesen la agricultura. Experiencia cubana 27

Influencia en la germinación, el enraizamientoy el crecimiento vegetativo de las plantas 28Efectos sobre el rendimiento y la calidad de las cosechas 30

Aplicaciones de la formulación conocida como DAA-6o BIOBRAS-6 (BB-6) en diferentes cultivos 30Aplicaciones de la formulación conocida como DI-31o BIOBRAS-16 (BB-16) en diferentes cultivos 33

IV. Análogos de brasinoesteroides como reguladoresdel crecimiento en la biotecnología vegetal 41

Efectos de análogos de brasinoesteroides en procesosde organogénesis directa 42Efectos de análogos de brasinoesteroides en procesosde organogénesis indirecta 46

V. Efectos de los brasinoesteroides y sus análogosen plantas cultivadas en condiciones de estrés 48

VI. Conclusiones 57

VII. Referencias 58

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Síntesis

En el presente libro se recogen los resultados que, a nivel

internacional, se han obtenido en las aplicaciones prácticas de los

brasinoesteroides en la agricultura. Además, se informa acerca de

la aplicación de análogos espirostánicos de estos compuestos,

sintetizados en Cuba, en diferentes cultivos de importancia

económica, así como de su utilización como reguladores del

crecimiento en la biotecnología vegetal. Se analizan, también, las

potencialidades antiestrés de estos nuevos reguladores del

crecimiento vegetal.

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I. INTRODUCCIÓNDesde el aislamiento e identificación de la brasinólida en 1979por un grupo de investigadores del Departamento deAgricultura de los Estados Unidos (USDA) se han dedicadonumerosos recursos a la síntesis de estas lactonasesteroidales y a la evaluación de sus actividades biológicas(Adam y Marquardt, 1986).

En Japón, por primera vez, se sintetizó la brasinólida en 1980,pero su proceso de síntesis requiere de múltiples pasos, loque indica que su preparación es muy costosa para finesprácticos. Esta situación no se modificó aun después deldescubrimiento de muchas rutas sintéticas; por esta razónhan sido pocos los brasinoesteroides (BRs) que se hanprobado en condiciones de campo (Ikekawa y Zhao, 1991).

Estos autores destacaron que desde que el grupo de la USDAobtuvo los primeros resultados prometedores, pasaron diezaños para la obtención de evidencias firmes que demostraronla utilidad de los BRs en incrementar los rendimientos de loscultivos, la biomasa en los vegetales, los granos en los cereales,etc. Por otra parte, Abe (1989) planteó que estos compuestosesteroidales no solo incrementaban los rendimientos de loscultivos sino, además, inducían tolerancia a estrés abióticosy bióticos, así como reducían el daño producido por herbicidas.

Dentro de los análogos de la brasinólida se seleccionó,fundamentalmente, para las aplicaciones prácticas, la24-epibrasinólida (EBL), un epímero natural de la brasinólida(BL), que posee una buena actividad biológica y un procesode preparación relativamente simple a partir del brasicasterol(Takatsuto e Ikekawa, 1984).

Por otra parte, varios laboratorios se han dedicado a sintetizaranálogos de BRs que sean activos biológicamente (Núñez et al.,

Brasinoesteroides y sus análogos: aplicaciones prácticas en la agricultura

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Miriam de la Caridad Núñez Vázquez

2003; Uesusuki et al., 2004; Ramírez et al., 2005; Romero-Ávila et al., 2007; Šiša et al., 2007) y, fundamentalmente, quesean más factibles desde el punto de vista económico, deforma tal que facilite la aplicación práctica de los mismos.

En el presente libro se recogen los principales resultados quese han obtenido, a nivel internacional, con la aplicación debras inoestero ides ta les como la BL, la EBL y la28-homobrasinólida (HBL) en la agricultura, así como lasexperiencias acumuladas en Cuba con las aplicacionesprácticas de algunos análogos espirostánicos, sintetizados enel país, en diferentes cultivos de importancia económica; asícomo su utilización como reguladores del crecimiento endiferentes procesos biotecnológicos. De igual forma, sediscuten las potencialidades antiestrés de esta familia decompuestos.

II. APLICACIONES PRÁCTICAS DE LOSBRASINOESTEROIDES EN LA AGRICULTURA.EXPERIENCIA INTERNACIONAL

INFLUENCIA EN LA GERMINACIÓN

Desde los inicios de las aplicaciones prácticas de los BRs, seconoce que el tratamiento a las semillas antes de la siembraestimula la germinación, el enraizamiento, el crecimiento delas raíces y de las plántulas; así como el ahijamiento y lasyemas vegetativas. Esto trae como consecuencia elincremento de los rendimientos como un todo (Takematsu yTakeuchi, 1989; Takahashi et al., 1994, citados por Kamuro yTakatsuto, 1999).

Se han informado los efectos de los BRs en el período deacondicionamiento y en la germinación de las semillas. Así,Takeuchi, Worsham y Awad (1991) demostraron que la BL

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aplicada en la etapa inicial de acondicionamiento de lassemillas de Striga asiatica acortó el período deacondicionamiento requerido para la germinación de lasmismas. Resultados similares obtuvieron Takeuchi et al. (1995)en semillas de Orobanche minor utilizando diferentes BRs.

De forma general, se ha utilizado la inmersión de las semillasen soluciones acuosas de estos compuestos para promoverla germinación en cultivos como el arroz, donde la imbibicióncon agua no tiene problemas prácticos; sin embargo, deacuerdo con Kamuro y Takatsuto (1999), en el caso de lasleguminosas debe usarse la aspersión, el recubrimiento o laincrustación con estos compuestos, ya que la absorción deagua por las semillas antes de la siembra, ejerce un efectonegativo sobre la germinación.

EFECTOS EN EL ENRAIZAMIENTO Y EL CRECIMIENTO VEGETATIVO

Existen resultados contrastantes en cuanto a la influencia delos BRs en la rizogénesis. Por ejemplo, Guan y Roddick (1988)informaron la inhibición que la EBL ejerció en la formación ycrecimiento de raíces de tomate; sin embargo, Sathiyamoorthyy Nakamura (1990) observaron que la EBL estimuló laformación de raíces adventicias en hipocotilos de soya; asícomo Müssig et al. (2003) demostraron que concentracionesbajas de 24-epicastasterona y de EBL promueven laelongación de raíces de plántulas de Arabidopsis hasta en un50 %.

Por otra parte, se ha informado que la HBL estimuló elenraizamiento de esquejes de Picea abies (Rönsch et al.,1993). También, se estudió el efecto de la EBL y la HBL en elenraizamiento de esquejes de geranio (Pelargonium sp.), asícomo en el crecimiento tanto de las raíces como de la parteaérea de las posturas (Swamy y Ram Rao, 2006). Para esto,se sumergieron los esquejes, durante cinco minutos, en

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soluciones de EBL y HBL. (0, 50 y 100 M). En las Tablas I y IIse presentan los efectos que los BRs ejercieron en elenraizamiento y el crecimiento de las posturas,respectivamente.

Tabla I. Efecto de los BRs en el número de raíces de los esquejesde geranio (tomado de Swamy y Ram, 2006)

Tabla II. Efecto de los BRs en el crecimiento de posturas degeranio a los 45 días de edad (tomado de Swamy yRam, 2006)

Como se puede observar, la inmersión de los esquejes enambos productos estimuló no solo el enraizamiento (Tabla I)sino que además promovió el crecimiento tanto de las raícescomo de la parte aérea de las posturas, incluyendo la biomasafoliar (Tabla II), resultando la concentración de 100 M y laHBL, las de mejor respuesta.

Número de raíces/esqueje Tratamientos 15 días 25 días

Control 2.0±0.35 11.0±1.17 EBL 50 M 3.8±0.65 15.8±1.29 EBL 100 M 5.6±0.44 23.8±1.34 HBL 50 M 4.0±0.61 16.4±0.57 HBL 100 M 5.8±0.41 24.2±0.96

Tratamientos Masa seca Masa seca Masa seca raíces parte aérea hojas/planta (mg) (g) (g)

Control 116.6±7.7 1.4±0.02 0.706±0.1EBL 50 μM 141.8±4.0 1.9±0.02 0.917±0.2EBL 100 μM 163.8±4.2 2.4±0.04 1.300±0.1HBL 50 μM 143.6±9.2 2.0±0.03 1.100±0.2HBL 100 μM 178.2±4.4 2.5±0.16 1.600±0.1

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Es conocido que la aplicación exógena de BRs esparticularmente efectiva en posturas y plantas jóvenes. Así,después de un tratamiento con BRs en posturas deArabidopsis, hubo un incremento drástico en la longitud delas células de los hipocotilos a lo largo de su eje longitudinal,demostrándose que esta promoción es vía alargamientocelular y no por estimulación de la división celular (Müssig,2005).

Con anterioridad, Arteca y Arteca (2001) habían demostradoque la aplicación de BL 0.1 M a raíces de plantas deArabidopsis provocó un crecimiento exagerado de las mismas,cuando éstas eran cultivadas en condiciones de hidroponía.

Se ha prestado mucha atención al modo de acción de losBRs, los cuales afectan cualitativamente la morfogénesis delas plantas, incrementando el número de hojas, el área foliar,las masas fresca y seca del follaje y de las raíces, así como elnúmero y el crecimiento de hijos y ramas productivas. Estosefectos repercuten, indudablemente, en el rendimiento de losdiferentes cultivos, promoviendo el número de espigas en lasgramíneas, el número de vainas en las leguminosas, el númerode frutos y el número de tubérculos.

Los BRs también promueven el desarrollo de los nódulos delas raíces. En este sentido, Upreti y Murti (2004) observaronque la aspersión foliar con soluciones de EBL y HBL en plantasde frijol en fase de floración, incrementó significativamente elnúmero y la masa de los nódulos, nueve días después de laaplicación (Tabla III).

Como se puede apreciar, hubo una respuesta en dependenciade la concentración del producto aplicada y aunque amboscompuestos favorecieron la nodulación de las plantas de frijol,los mejores resultados se alcanzaron con la EBL.

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Tabla III. Efecto de los BRs en el número de nódulos y la masade raíces noduladas de frijol Francés

Medias±E.S., n=4 (tomado de Upreti y Murti, 2004)

EFECTOS SOBRE EL RENDIMIENTO Y LA CALIDAD DE LAS COSECHAS

Desde 1991, Ikekawa y Zhao informaron los resultadosresumidos por Takematsu y Takeuchi (1989) en cuanto alefecto de la EBL en el crecimiento y el rendimiento de varioscultivos de importancia para Japón como son: trigo, arroz ysoya.

En el caso del trigo, la aspersión de soluciones entre 0.001 y1 ppm en el momento de la floración, provocó un incrementode un 20-30 % en la masa fresca de las panículas, 35 díasdespués del tratamiento. También se incrementó hasta un 30 %el número de semillas por panícula.

Además, se investigó el consumo de sacarosa en los granosy se encontró que la EBL incrementó la incorporación desacarosa en comparación con el control, siendo mássignificativa en la porción superior de la panícula, o sea, enlos granos tercero y cuarto.

En arroz, la aplicación del compuesto en la floraciónincrementó en un 11 % el rendimiento, mientras que en soyase obtuvo un aumento entre 10 y 20 %. También se obtuvieronresultados prometedores en pruebas con maíz, papa, boniato,espinaca, entre otros.

Tratamientos Número de nódulos Masa de raíces noduladas (g.planta-1)

Control 39.3±3.44 1.57±0.21 EBL 1 M 54.0±4.02 2.07±0.17 EBL 5 M 72.3±4.23 2.90±0.28 HBL 1 M 43.0±1.96 1.90±0.10 HBL 5 M 64.0±2.12 2.60±0.36

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Las aplicaciones prácticas en la agricultura a una mayor escalacomenzaron en Japón en 1985 y hasta 1990 se habíaninformado, de forma general, resultados similares a losanteriormente citados.

Al comparar los efectos de los BRs con los de otras sustanciasreguladoras del crecimiento vegetal, se deben destacar lassiguientes características de estos compuestos esteroidales:

son activos a concentraciones extremadamente bajas, generalmentesoluciones de 0.1-0.001 ppm, que es un rango 100 veces inferiorque el de los otros reguladores del crecimiento vegetalestimulan el crecimiento de la raízno causan deformaciones en las plantasel efecto en el crecimiento vegetal es particularmente fuerte encondiciones de crecimiento adversas (temperatura sub-óptima,salinidad), por lo que los BRs pueden ser llamados «hormonasdel estrés»tienen baja toxicidad vide post

Además, Ikekawa y Zhao (1991) informaron que dada lacolaboración entre Japón y China, a partir de 1985 secomenzaron las aplicaciones de EBL en la agricultura china.Los resultados de las aplicaciones efectuadas durante cincoaños en varias áreas de diferentes provincias se resumencomo sigue:

Trigo. La EBL (0.01-0.05 ppm) se asperjó en la etapa defloración o llenado del grano y los resultados demostraronque el rendimiento del trigo se incrementó de formasignificativa, fundamentalmente con la concentración de 0.01ppm. Esta respuesta se explica por el aumento en el númerode espigas fértiles, la masa de las panículas, el número degranos y la masa de 1 000 granos.

Por otra parte, la aplicación de la EBL a una concentración de0.01 ppm disminuyó el contenido de carbohidratos en la hoja

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bandera, lo que puede sugerir que este compuesto facilita eltransporte de fotoasimilados de las hojas a las panículas.

Otro aspecto a destacar es que, se observó una estimulaciónde la resistencia a enfermedades en el trigo con la aplicaciónde la EBL. Por ejemplo, la marchitez de la hoja es uno de losefectos más dañinos inducidos por el estrés ambiental duranteel período desde la fase de llenado del grano hasta la fase demaduración y se encontró que la aspersión con este productoredujo la incidencia de este fenómeno y también laacumulación de amonio libre y de putrescina que sonconsiderados como indicadores del mismo.

Los resultados de los efectos de la EBL en la producción detrigo a gran escala se resumen en la Tabla IV.

Tabla IV. Efecto de la EBL en el rendimiento del trigo en China(tomado de Ikekawa y Zhao, 1991)

Como se observa en la tabla, los resultados acumulados porun período de seis años en áreas grandes fueron muyconstantes y confiables, confirmando lo que pueden significarlas aplicaciones de EBL para la agricultura.

Maíz. La aplicación de la EBL en el maíz incrementó elrendimiento del cultivo, obteniéndose los mejores resultadoscuando se asperjó el producto previo a la emergencia de lainflorescencia masculina («tassel»). Este incremento en elrendimiento parece atribuible al aumento en la masa de 1 000granos y al número de granos por mazorca.

Año Ärea de campo (ha)

Incremento promedio en rendimiento

(%) 1985-1987 266 >10

1988 666 6-15 1989 400 11 1990 2 000 11

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Los incrementos en los rendimientos en la mayoría de laspruebas realizadas oscilaron entre 10 - 20 % cuando se ejecutóuna sola aspersión con solución de 0.01 ppm, a razón de 800L.ha-1., o sea, 8 mg.ha-1. El área total de campo que se probódurante el período 1985 - 1990 fue de 2 300 ha.

Tabaco y otras plantas. La aspersión foliar de EBL promovióel crecimiento de plantas de tabaco. El compuesto promovióel crecimiento de las hojas y raíces que son cruciales para lasíntesis de nicotina, resultando en el mejoramiento de lacalidad y la cantidad de hojas (Tabla V). Las aspersiones serealizaron a los 20, 35 y 50 días después del trasplante.

Tabla V. Efecto de la EBL en el rendimiento y la calidad deltabaco en China (tomado de Ikekawa y Zhao, 1991)

En el cultivo del melón de agua, las aspersiones foliares deEBL durante la etapa de postura y en la floración incrementaronel cuajado del fruto y por ende, el rendimiento del cultivo entre10-20 %. El rendimiento del pepino se incrementó en la mismamagnitud por la aplicación del compuesto.

También, el cultivo de la vid respondió muy favorablemente ala aspersión foliar de EBL en la etapa de floración,incrementando el número de uvas por racimo y el rendimientototal en 66.7 % y 29.9 % cuando se utilizaron dosis de 0.01 y0.1 ppm, respectivamente. Este efecto puede resultar de laprevención de la abscisión del fruto, especialmente encondiciones de estrés.

Tratamientos Masa de raíces (g)

Área foliar/planta (cm2)

Contenido de nicotina (%)

Control 14.0 6 750 1.4 0.01 ppm 26.8 8 140 2.5 0.05 ppm 20.6 7 398 2.0 1.00 ppm 16.3 6 810 2.1

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Todos estos resultados contribuyeron a que los agricultoreschinos promovieran el uso práctico de la EBL, dado que es uncompuesto natural muy efectivo como sustancia promotoradel crecimiento vegetal.

Como conclusión de los estudios de aplicaciones prácticasde la EBL, Ikekawa y Zhao (1991) plantearon que losresultados en China fueron más destacados que los obtenidosen Japón; no obstante, ellos recomendaron continuarinvestigando en la formulación, el método y el momento deaplicación más adecuado para cada cultivo.

Por otra parte, Khripach et al. (1991) informaron los resultadosde las aplicaciones de BRs a diferentes cultivos en variasregiones de Europa Oriental. En guisantes, las aplicacionesde EBL en la etapa de 8-9 hojas y en la floración produjeronun incremento promedio en el rendimiento del cultivo de2 800 kg.ha-1. En el caso de la cebada se comparó laefectividad de la BL con la de la EBL y los resultadosdemostraron que la primera fue más activa a dosis de 10mg.ha-1 pero menos activa a dosis de 50 y 100 mg.ha-1,obteniéndose incrementos en el rendimiento hasta del 25 %.

En papa, se obtuvieron incrementos en los rendimientos queoscilaron entre 11-34 %, en dependencia del momento enque se efectúe el tratamiento. En cultivos como soya, centeno,maíz y trigo, también, se informaron incrementos en losrendimientos. No obstante, los autores destacaron que lostratamientos con BRs no dieron siempre resultados notables.

Platonova y Korableva (1994) demostraron la influencia delos BRs en la supresión de la brotación prematura de lostubérculos de papa.

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En Corea, Lim (1985) aplicó BL a semillas de tres variedadesde arroz y seis semanas después del tratamiento encontró unmayor largo, ancho, masa fresca, masa seca y contenido deproteínas de las hojas. En tomate y pimiento, encontró queaspersiones foliares durante el período de crecimientoincrementó la masa fresca y seca de frutos con mejoresresultados para la concentración de 0.1 ppm.

En otros países, autores como Fujii et al. (1991) demostraronque en arroz, la BL incrementó la masa del grano y elporcentaje de granos maduros, lo cual fue atribuido a unamayor síntesis y translocación de productos fotosintéticos.Además, Kuraishi et al. (1991) demostraron que la BL a 0.1 ppmasperjada en la antesis y 25 días después de ésta en árbolesde naranjo Navel incrementó el rendimiento sin influir en lacalidad interna de los frutos.

También, Wang et al. (1994) estudiaron el efecto de la EBL enel crecimiento y la calidad del fruto del melón de agua. Losexperimentos conducidos durante el período 1989-1992demostraron que dos aspersiones foliares de 0.1 mg.L-1 deeste producto (la primera en posturas con tres hojas y lasegunda cinco días después de la primera) promovieronmarcadamente el crecimiento de las posturas, la altura de laplanta, el grosor del tallo, la longitud de la raíz principal, lamasa seca por planta, el contenido de clorofilas, el área foliary la fotosíntesis.

La aspersión en el momento de la floración con igual dosisincrementó el número de flores y el porcentaje de cuajado delos frutos; sin embargo, la masa de cada fruto no seincrementó. Los contenidos de sólidos solubles totales y devitamina C de los frutos incrementaron en alguna medida, seretrasó la senescencia de las hojas y el rendimiento incrementóen un 20 %.

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Otro efecto interesante encontrado es el alargamiento de lavida post-cosecha de las flores, cuando éstas, después decortadas, se sumergen durante 24 horas en una solución de10-6 ppm de BL (Hamada, 1986 citado por Abe, 1989).

Es bueno destacar que los BRs se han utilizado, también, encombinación con otros compuestos. Así, Kajita et al. (1986)aplicaron EBL con sales de colina y obtuvieron incrementosen los rendimientos de diversos cultivos.

Prusakova et al. (1995) utilizaron la BL en combinación con elCCC (chlormequat) en trigo perenne y encontraron, en elprimer año de crecimiento, una estimulación del rendimientode 1.33 t.ha-1 mientras en el segundo año el incrementosolamente fue de 0.23 t.ha-1.

En la India, Ramraj et al. (1997) informaron de los resultadosde las aspersiones foliares de HBL en diferentes cultivos deimportancia económica durante el período 1989-1995,demostrando que la aplicación de este producto en dosis queoscilaron entre 0.25-1.0 g.ha-1 incrementaronsignificativamente los rendimientos en granos del trigo, el arrozy la mostaza, los rendimientos en vainas del maní, detubérculos en papa y de semillas en algodón.

También, Vidya y Ram (1998) encontraron que tresaspersiones foliares de BL y EBL en plantas de maní (Arachishypogaea) incrementaron significativamente tanto elrendimiento como el contenido de grasa en los granos.

En Brasil, Zullo et al. (1998) encontraron que la aplicación de24-epibrasinólida, 22,23,24-tri-epibrasinólida, 24-epicastasteronay 22,23,24-tri-epicastasterona en Phaseolus vulgaris al iniciode la floración, provocó un aumento en los rendimientos,decreciendo la actividad biológica en el siguiente orden:

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24-epicastasterona, 24-epibrasinólida, 22,23,24-tri-epicastasterona y 22,23,24-tri-epibrasinólida.

Todos estos resultados demuestran la efectividad de los BRscomo estimuladores del crecimiento y del rendimiento en laagricultura. No obstante, se ha planteado que la mayordificultad para el uso práctico de la BL, EBL y HBL es la bajaestabilidad de sus efectos en condiciones de campo (Kamuroy Takatsuto, 1999). Estos autores, en 1991, habían destacadoque los BRs tienen efecto solo por un corto período de tiempo,debido al metabolismo a compuestos inactivos. De esta forma,en ensayos en pequeña escala es posible tratar las plantascon los BRs en el momento exacto de la floración; sin embargo,cuando se trabaja en condiciones de campo a gran escala, elperíodo de floración puede durar semanas y hasta meses yse necesitarían aplicaciones repetidas para incrementar losrendimientos, lo cual se convierte en una solución no práctica.

Criterios similares fueron planteados también por Sasse(1997), quién sugirió la utilidad de aplicar compuestos capacesde ser transformados en las plantas a BRs activos y por ende,su actividad tenga una más larga duración o persistencia anivel de campo.

Esto condujo a que, a finales de la década del 90, no secontinuaran las aplicaciones de estos compuestos a granescala en Europa Occidental y Japón y de esta forma, secentró la atención en un producto codificado como TS303[(22R,23R)-epoxi-HBL 2,3-diacetato], compuesto sintético queno muestra actividad biológica, pero en los tejidos vegetalesse transforma en una forma activa biológicamente. El TS303tiene efectos beneficiosos sobre el crecimiento, la germinación,el cuajado de frutos y el enraizamiento en varios cultivos deimportancia agrícola (Pipattanawong et al., 1996 y Takatsutoet al., 1996).

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Se exploraron también, los efectos de la combinación delTS303 con el n-propil dihidrojasmonato. A la combinación de30 mg de cada compuesto por litro de solución se le denominóTNZ303 (Kamuro et al., 1996). Para su uso práctico, de formageneral, se hacía una dilución estándar con agua de 3 000veces, lo que significaba una concentración tan baja como0.01 ppm de cada componente.

En arroz, se encontró un gran efecto del tratamiento a lassemillas con TNZ303 (0.01 ppm) antes de la siembra directa(Takeuchi et al., 1996). En la Tabla VI se muestran losresultados obtenidos en el crecimiento y el rendimiento en losensayos realizados para el registro del producto.

Tabla VI. Efectos del tratamiento de inmersión de las semillascon TNZ303 y BL (0.01 ppm) en la germinación y elrendimiento de plantas de arroz en los ensayos oficialespara el registro (tomado de Kamuro y Takatsuto, 1999)

Efectos sobre el crecimiento (30-40 días después de la siembra)

% Establecimiento % Crecimiento vs. control

País

Control TNZ303 Altura M.S. follaje

M.S. raíces

Japón (1) 17.5 42.5 101.2 107.9 155.8 (1996) (2) 37.1 53.2 88.1 97.4 114.0 (3) 63.9 72.0 98.4 96.7 83.0 (4) 78.2 87.7 101.3 105.6 - (5) 75.0 93.6 99.2 85.7 127.3 (6) 61.2 81.6 103.7 113.5 - Media 55.5 71.8 98.7 101.1 120.0

% Incremento en el rendimiento vs. Control 1996 1997

(1) (2) (3) Media TNZ303 12.0 7.4 5.4 13.7 8.5 5.1 8.7 China

BL 8.0 4.5 2.8 7.0 0.8 3.7 4.5 Corea TNZ303 8.1 6.0 5.0 6.4

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En países como Rusia y Polonia, el tratamiento de aspersiónde las semillas con TNZ303 (0.01 ppm) se aplicó en cultivoscomo trigo y papa.

Se debe destacar que el producto, además de estimular losrendimientos, disminuyó el porcentaje de plantas infectadascon enfermedades del suelo, lo que indicó que el TNZ303incrementó la resistencia de estos cultivos a las enfermedades,lo que se muestra en la Tabla VII.

Tabla VII. Efectos del TNZ303 en el incremento del rendimientoy la resistencia a enfermedades en trigo y papa enensayos oficiales para el registro (tomado de Kamuroy Takatsuto, 1999)

Estos resultados hicieron pensar que las aplicaciones deproductos en desarrollo tales como el TS303, probablementetraería grandes beneficios a los seres humanos en un futurocercano.

En 1999, Khripach et al. destacaron que los BRs poseíanalgunos aspectos específicos que son de un gran valorpotencial para su aplicación práctica:

% incremento del rendimiento vs. control 1996 1997

País Cultivo

(1) (2) (1) (2) (3) Media Rusia trigo 23.5 46.5 22.4 8.5 25.2 papa 16.9 28.3 27.7 15.5 22.1 Polonia trigo 13.9 29.6 10.9 9.3 15.9 papa 27.0 11.1 8.9 15.7 % decremento de plantas enfermas vs. control Rusia trigo Fusarium -21.7 %

Ophiobolus -61.9 % Septoria -21.7 %

Polonia papa Rhyzoctonia -54.1 % Phytophtora -33.7 %

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BRs son productos naturales y están ampliamente distribuidosen el reino vegetal. Ellos no son extraños en la tierra sino estánincluidos en las cadenas alimenticias de los hombres y losmamíferos, con rutas biosintéticas y metabólicas que estáninterconectadas durante una larga evolución común.Las plantas responden a dosis muy bajas (5-50 mg.ha-1),comparables con su contenido natural.Como sustancias promotoras del crecimiento, los BRs tienen unespectro amplio de actividad estimuladora y protectora, que tieneefecto positivo en la cantidad y calidad de las cosechas.Los BRs incrementan la resistencia de las plantas contrafitopatógenos y pueden usarse como sustitutos (totales oparciales) de algunos plaguicidas tradicionales. De esta forma,se puede disminuir la interacción desfavorable de los plaguicidascon el ambiente.Los BRs pueden ser aplicados por el tratamiento de plantas ysemillas usando los equipos y tecnologías existentes.

Estos autores, además, informaron de los resultados que sehabían obtenido en la producción agrícola de Rusia yBielorrusia con las aplicaciones prácticas de un promotor delcrecimiento vegetal llamado Epin®, que contiene EBL comosustancia activa. Este producto se registró oficialmente, desde1992, en estos dos países y se recomendó su uso en cultivostales como tomate, papa, pepino, pimiento, cebada y otros.Los agricultores en estos países han reconocido los beneficiosde su aplicación como un estimulador efectivo, amigable conel medio ambiente.

En la Tabla VIII se presentan los resultados de las aplicacionesde EBL en algunos cultivos en países de la extinta U.R.S.S.

Basados en los resultados de los ensayos de campo en elperíodo 1993-1997 con diferentes cultivos (cebada, avena,papa, centeno, trigo), se recomendó la EBL como adición(10-4-10-6 %) al complejo de fertilizantes NPK para incrementarlos rendimientos y mejorar la calidad de las cosechas(Pirogovskaya et al., 1996).

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Tabla VIII. Aplicaciones seleccionadas de BRs (tomado deKhripach et al., 1999)

Planta Región BR, dosis, modo de tratamiento

Estimulac ión del

rendimiento; otros efectos

Referencias

EBL, 0.4 mg.ha-1,aspersión en la floración

17 %

EBL, 4 mg.ha-1,aspersión en la floración

16 %

Rusia, región Moscú

EBL, 10 mg.ha-1 + cloruro de c olina

63 %

CIASA,1989 trigo

Ucrania EBL, 2.5 mg.ha-1,aspersión en el cambio de primordio

6 % Grinchenko y Belokon, 1991

EBL, 10 mg.ha-1,aspersión a las pos turas

17 % Rusia, región Moscú


10 %

CIASA,1989 cebada

Bielo- rusia

EBL, 1 mg.ha-1,aspersión en ahijamiento y floración

21 % (1990); 5 % (1992);

supres ión de enfermedades

Volynets et al., 1997a

maíz Ucrania EBL, 10-3-10-4 %, tratamiento de semillas

10 % Grinchenko y Belokon, 1993

EBL, 25 mg.t-1,inmersión de semillas

26 %, supres ión de enfermedades

tomate Rusia, región Voronezh



Churikova y Derevshchukov, 1997

EBL, 25 mg.t-1,inmersión de semillas

43 %, floración temprana y

supres ión de enfermedades

pepino Rusia, región Voronezh



Churikova y Derevshchukov, 1997

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Los resultados han demostrado que los BRs tienen efectosestimuladores del crecimiento, no solo en plantas superiores,sino también en hongos y algas. La EBL, en concentracionesque oscilaron entre 10-8 y 10-10 M, estimuló el crecimiento dediferentes algas (Spirulina platensis, Euglena gracilis,Dunaliella salina, Chlorella vulgaris); pero lo inhibió en unaconcentración de 10-6 M (Melnikov et al., 1996, 1998; citadospor Khripach et al., 1999).

Teniendo en cuenta, que la EBL es el mejor candidato paralas aplicaciones prácticas, se realizaron los estudiostoxicológicos de las formulaciones que pueden ser utilizadasen la agricultura. Los datos obtenidos mostraron la bajatoxicidad de este compuesto.

Además, el estudio de los efectos mutagénicos de la EBL ysu formulación conducido en Rusia mostraron que el test deAmes, con y sin activación metabólica fue negativo. De igualforma, en ensayos de aberración cromosómica o micronuclearen ratones, la EBL y su formulación no mostraron mutacionesespontáneas (Khripach et al., 1999).

No obstante, todos estos resultados, la realidad es que en losúltimos años es escasa la información relacionada con laestimulación de los rendimientos inducida por los BRs encondiciones normales de producción. Así, Fariduddin et al.(2004) y Holá et al. (2010) demostraron los efectosbeneficiosos en los rendimientos de la aplicación foliar de HBLy EBL en plantas de Vigna radiata y Zea mays,respectivamente.

Hay que destacar, que en este período, se le ha prestadomás atención a las respuestas inducidas por los BRs cuandolas plantas se encuentran en condiciones de estrés ambiental;sobre todo, teniendo en cuenta que las aplicaciones de estoscompuestos pudieran no sólo paliar los efectos adversos que

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provoca el estrés, sino también pudieran sustituir parcialmenteel uso de productos químicos que contaminan el medioambiente.

III. APLICACIONES PRÁCTICAS DE ANÁLOGOSDE BRASINOESTEROIDES EN LA AGRICULTURA.EXPERIENCIA CUBANA

El Centro de Estudios de Productos Naturales de la Facultadde Química de la Universidad de la Habana ha estadotrabajando en la síntesis de análogos de brasinoesteroidesdesde finales de la década del 80 del pasado siglo. Así, en1990, Alonso, informó por primera vez la obtención de análogosde brasinoesteroides con un sistema espirocetálico en la cadenalateral, además del uso de sapogeninas esteroidales para lasíntesis de estos reguladores del crecimiento vegetal.

La actividad biológica manifestada por la mayoría de estoscompuestos en el bioensayo de inclinación de la lámina dearroz, abrió el camino hacia la síntesis de análogos debrasinoesteroides más sencillos y, por tanto, más económicos,lo que permitiría su uso potencial en la agricultura.

Así, Jomarrón (1995) informó la síntesis y caracterización decuatro análogos espirostánicos de brasinoesteroides conestereoquímica 5 ß, además de la obtención de compuestosactivos biológicamente con un sistema 2,3 diol en el anillo Acon diferentes estereoquímicas.

Por otra parte, Robaina (1995) obtuvo varios análogos activosbiológicamente utilizando una materia prima nacional, lahecogenina.

El desarrollo de todas estas investigaciones han permitidoque en el país se disponga de análogos de diferentesestructuras químicas para estudios biológicos y además de

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cantidades suficientes de algunos de los más activos paravalidar su efectividad como biorregulador tanto en condicionesin vitro como en condiciones de campo.

A partir de 1993, diferentes instituciones de investigacionesagrícolas del país comenzaron a evaluar la efectividad dealgunos de los análogos sintetizados por la Universidad de laHabana. De esta forma, se comenzó la evaluación del efectode diferentes dosis y momentos de aplicación de lasformulaciones conocidas como DAA-6 o BIOBRAS-6 (BB-6)y DI-31 o BIOBRAS-16 (BB-16) en varios cultivos deimportancia económica en condiciones experimentales.

INFLUENCIA EN LA GERMINACIÓN, EL ENRAIZAMIENTO Y EL

CRECIMIENTO VEGETATIVO DE LAS PLANTAS

Pozo et al. (1994) informaron de los resultados de lasaplicaciones del BIOBRAS-6 y de otros análogos en algunosfrutales. Ellos obtuvieron incrementos del 20 % en el podergerminativo de la Carica papaya y un aumento del vigor delas plantas en la fase de vivero; un aumento del podergerminativo de la mandarina Cleopatra utilizada comoportainjerto en el cultivo de los cítricos; un adelanto de labrotación de vástagos vegetativos (estolones) de la fresa cv.«Misionaria», así como del número promedio de estosvástagos por planta.

Resultados similares a los anteriores obtuvieron Almenareset al. (1994) al evaluar el efecto de diferentes análogos en lagerminación de semillas de mandarina Cleopatra.

Por otra parte, en caña de azúcar, se determinó que laestimulación de la longitud del vástago y de las raíces inducidapor el BIOBRAS-6 era dependiente de la concentración. Seencontró un efecto estimulante de los vástagos aconcentraciones de 10-4 - 10-3 mg.L-1; mientras que la longitud

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de las raíces respondió a concentraciones (10-6-10-3 mg.L-1)aun más bajas (Ortega et al., 2003).

Se estudió, además, la influencia que el BIOBRAS-6 ejercíaen el crecimiento y la actividad metabólica de plantas jóvenesde tomate. Los resultados demostraron que la aspersión foliarde este producto (0.5 mg.L-1), a razón de 2 mL por planta, alos 20 días después de la siembra estimuló el crecimiento delas plantas. De igual forma, el BB-6 influyó en la actividadmetabólica de las plantas, 8 días después de la aspersión,incrementando la concentración de proteínas solubles totales,aminoácidos libres y prolina (Núñez et al., 1996).

Por otra parte, la aspersión foliar con BB-16 favoreció elcrecimiento de plantas de lechuga, incrementando tanto eldesarrollo foliar como el crecimiento radical (Terry et al., 2011).

En cuanto a la estimulación del enraizamiento, se demostróque la inmersión de esquejes de guayaba (Psidium guajava L.),durante 15 minutos, en una solución de BB-16 (0.05 mg.L-1)indujo el enraizamiento y estimuló el crecimiento de lasposturas, sustituyendo a la auxina que de forma general seutiliza en estos casos (Ibarra et al., datos no publicados).

En dos especies de orquídeas, las aspersiones foliaresreptidas con BB-16 (0,05 mg.L-1) incrementaron tanto elnúmero de pseudobulbos o tallos como el número de raíces,además de favorecer la coloración de las plantas y la calidadde las flores (Suárez, 2007).

Se obtuvieron, buenos resultados, también, al estudiar elefecto del BB-16 en la reproducción por injerto del mameycolorado (Pouteria sapota Jaccq.). Las yemas, una veztratadas, se injertaron en los patrones por medio de dostécnicas diferentes (yema terminal lateral y yema lateral dechapa) y se pudo constatar que hubo un incremento

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significativo en el porcentaje de injertos prendidos con relaciónal tratamiento control (Ramírez, 2007).

EFECTOS SOBRE EL RENDIMIENTO Y LA CALIDAD DE LAS COSECHAS

Aplicaciones de la formulación conocida como DAA-6 oBIOBRAS-6 (BB-6) en diferentes cultivos

La influencia positiva que la aspersión foliar de DAA-6 ejercióen la masa fresca de los tubérculos comerciales y totales depapa cv. Desirée fue informado por Núñez et al. (1995a).

En 1997, Torres y Núñez, demostraron que la aplicación delBB-6 con concentraciones de 0.5 y 1.0 mg.L-1, asperjados alos 30 y 45 días después de la plantación, respectivamente,incrementó el rendimiento de tubérculos comerciales entre9 y 34 %, en este mismo cultivar.

En hortalizas, Núñez et al. (1995b) evaluaron el efecto de laaplicación de BB-6 en el cultivo del tomate cv. INCA-17 ydemostraron que cuando este producto se asperja al follajede las plantas al inicio de la floración en una concentración de1 mg.L-1, hubo un incremento en el rendimiento, cuando lasplantas fueron cultivadas en épocas no óptimas de plantación;sin embargo, en condiciones óptimas, aunque hubo un ligeroincremento del rendimiento, éste no fue significativo.Paralelamente, se obtuvieron resultados satisfactorios alaplicar este producto en los cultivares Rilia y Lignon.

Sin embargo, estudios posteriores demostraron que en elcultivar INCA-17, se obtuvieron respuestas similares en elrendimiento cuando se aplicaron dosis de 50 y 100 mg.ha-1

de BB-6 al inicio de la floración y la efectividad de este productose incrementó cuando la dosis de 50 mg.ha-1 se fraccionó endos aplicaciones (Tabla IX), una efectuada siete días despuésdel trasplante y la otra al inicio de la floración (Núñez et al., 1998 a).

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Estos resultados reflejaron la importancia de las dosis y losmomentos de aplicación para la obtención de una respuestapositiva en el rendimiento.

En la especie Allium sativum la aspersión foliar de esteproducto, 47 días después de la siembra, en una concentraciónde 0.1 mg.L-1 fue capaz de estimular el rendimiento en 43 %(Núñez et al., 1994). Resultados positivos, también, informóFernández (1999) en esta especie con la inmersión de semillasy la aspersión foliar de este biorregulador.

Tabla IX. Influencia de la aspersión foliar del BB-6 en elrendimiento de plantas de tomate cv. INCA-17

Además, Diaz et al. (1995) realizaron un ensayo preliminaren el cultivo del tabaco cv. Criollo y encontraron que laaspersión foliar de DAA-6 a los 20 y 50 días después deltrasplante, favoreció el crecimiento de las hojas.

En el cultivo del arroz, se demostró la efectividad de las aspersionesfoliares de DAA-6 o BB-6. Se utilizaron concentraciones queoscilaron entre 0.01 y 1 ppm en diferentes fenofases (ahijamientoactivo, cambio de primordio e inicio de paniculación) de lasvariedades J-104 y Perla de Cuba, durante varias épocas desiembra. Los resultados mostraron que hubo incrementos en losrendimientos agrícolas, debido, fundamentalmente, al aumentodel número de granos llenos por panícula. Los mejoresmomentos para las aplicaciones resultaron ser cambio deprimordio e inicio de paniculación (Franco, 1994, 1996).

Tratamientos Rendimiento (t.ha-1) Incremento (%) Control 34.28 d - 50 mg,ha-1 38.48 c 12.25 100 mg.ha- 1 37.71 c 10.00 25 mg.ha-1 + 25 mg.ha-1 46.09 a 34.45 50 mg.ha-1 + 50 mg.ha-1 42.86 b 25.03 E.S. x 0.916***

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Por otra parte, en la Estación de Arroz del Instituto Nacionalde Ciencias Agrícolas, ubicada en Los Palacios, Pinar del Río,se efectuó un experimento con la variedad INCA LP-2, durantedos campañas, donde se utilizaron tres dosis totales (20, 50 y100 mg.ha-1) y dos momentos de aplicación (ahijamiento activoe inicio de paniculación o inicio de paniculación y llenado delgrano). Se debe destacar que la dosis más alta solo se aplicóen ahijamiento activo e inicio de paniculación. Los resultadosmostraron que todos los tratamientos incrementaronsignificativamente el rendimiento con relación al tratamientocontrol sin aspersión; obteniéndose los mayores incrementosen los tratamientos donde el BB-6 se asperjó en una dosistotal de 50 mg.ha-1 fraccionada en partes iguales en elahijamiento activo e inicio de paniculación o inicio depaniculación y llenado del grano, para las campañas de frío yprimavera, respectivamente (Morejón et al., 2004).

En soya, Corbera y Núñez (2004) estudiaron la influencia quela aspersión foliar de BB-6 (20 mg.ha-1) en la floración ejercióen plantas de tres variedades (CUBAsoy-23, INCAsoy-24,INCAsoy-27) cuyas semillas habían sido inoculadas ocoinoculadas con Bradyrhizobium japonicum (BJ) y/omicorrizas arbusculares, MA (cepa Glomus clarum).

En la tabla X se presentan los rendimientos obtenidos en cadauno de los tratamientos estudiados. Como se puede apreciar,en las tres variedades, los mejores resultados se obtuvieroncon la coinoculación de los dos biofertilizantes y la aspersiónfoliar del BB-6.

Además, Pozo et al. (1996), informaron la influenciabeneficiosa que cuatro análogos de brasinoesteroides,sintetizados en Cuba, ejercieron sobre la fructificación de uncultivar de papaya obtenido en Colombia por técnicas demejoramiento genético.

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De confirmarse en condiciones de producción, los resultadosque se obtuvieron, a nivel experimental, con la formulaciónconocida como BIOBRAS-6, esta pudiera ser utilizada comoestimuladora de los rendimientos en la agricultura.

Tabla X. Efecto de los tratamientos sobre los rendimientos de trescultivares de soya (tomado de Corbera y Núñez, 2004)

Aplicaciones de la formulación conocida como DI-31 oBIOBRAS-16 (BB-16) en diferentes cultivos

Paralelamente a los trabajos efectuados para conocer losefectos que provocaban las aspersiones foliares con BB-6 endiferentes cultivos, se comenzó la utilización de otraformulación denominada DI-31 o BIOBRAS-16 (BB-16) a nivelexperimental en condiciones de campo.

Así, se ha demostrado la efectividad de esta formulación, cuandolas plantas se asperjan foliarmente con determinadas dosis y enetapas específicas del crecimiento y desarrollo de los cultivos.

Resultados satisfactorios con la aplicación de BB-16 se haninformado en hortalizas (Núñez et al. 1994 y 1998 b; Rosaleset al., 1995a; Alfonso y Núñez, 1996; Fitó et al., 1998); papa(Rosales et al., 1995b), maíz (Martínez y Núñez, 1996,Rodríguez y Núñez, 1998), frijoles (Cuñarro et al., 1998), cafeto(Soto et al., 1997), tabaco (Pita et al., 1996 y 1998) y pastos(Mirabal y Herrera, 1998).

R endim iento ( t.ha-1)Tratam ientos C UBAsoy-23 INC Asoy-24 INC Asoy-27

BJ 1.15 d 1.45 d 1.64 d MA 1.34 c 1.65 bcd 1.67 d BJ+ M A 1.54 b 1.78 ab 1.92 b BJ+ BB-6 1.27 c 1.52 cd 1.79 c MA+BB-6 1.48 b 1.72 abc 1.83 c BJ+ M A+BB-6 1.64 a 1.88 a 2.12 a E.S.x 0.03*** 0.07** 0.03***

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Las dosis y los momentos de aplicación más adecuados pararealizar las aspersiones foliares de BB-16 en cultivos talescomo maíz y arroz fueron evaluados por Almenares et al.(1999) y Díaz et al. (2003), respectivamente.

En el primer caso, se evaluaron 13 tratamientos, donde seutilizaron dosis de 10, 20, 30 y 40 mg.ha-1 asperjadas a los 20o 35 días después de la siembra (DDS) y de forma fraccionadaal 50 % en estos dos momentos. Los efectos de lostratamientos sobre el rendimiento y algunos de suscomponentes durante la campaña 1996-1997 se muestranen la Tabla XI.

Como se aprecia en la tabla la aspersión foliar con cualquierade las dosis, asperjadas a los 20 o 35 DDS o de formafraccionada en estos dos momentos estimuló el rendimientodel cultivo y algunos de sus componentes. No obstante, sedestacó el tratamiento 5 (20 mg.ha-1, fraccionado al 50 % alos 20 y 35 DDS, respectivamente).

Estos resultados fueron corroborados en la campaña deprimavera 1997, lo que reafirma el efecto estimulador de estaformulación en el rendimiento de este cultivo. Además, seconstató que no son necesarias dosis superiores a 20 mg.ha-1

y se confirma la utilidad del fraccionamiento de la misma endos momentos de aplicación.

En el cultivo del arroz, se evaluaron cinco tratamientos, esdecir, dos dosis (20 y 50 mg.ha-1) aplicadas de formafraccionada en dos momentos (ahijamiento activo e inicio depaniculación e inicio de paniculación y llenado del grano) y uncontrol sin aspersión. Todos los tratamientos con BB-16incrementaron de forma significativa el rendimiento de lasplantas de la variedad INCA LP-2 en relación con el tratamientocontrol, tanto en la campaña de frío como en la de primavera(Díaz et al., 2003).

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Tratamientos Masa mazorca (g)

Hileras/ mazorca

Granos/ hilera

Rendimiento (t.ha-1)

1 112.90 h 19.28 h 28. 32 fg 11.71 fg 2 116.04 f 21.10 cd 28.70 f 12.03 def 3 119.42 e 20.70 e 29.34 e 12.37 cde 4 115.31 f 19.74 g 28.65 f 11.94 efg 5 136.02 a 23.98 a 33.99 a 14.10 a 6 123.50 c 21.44 c 30.85 c 12.80 bc 7 114.00 g 20.12 f 28.40 fg 11.82 fg 8 125.44 b 22.40 b 31.46 b 13.03 b 9 119.54 e 21.10 cd 29.66 de 12.44 cde

10 111.26 i 19.50 fg 27.44 h 11.53 g 11 120.40 d 20.90 de 30.05 d 12.50 cd 12 111.80 i 19.42 gh 28.00 g 11.60 fg 13 104.61 i 18.58 i 26.64 i 10.92 h

E.S.x 0.264*** 0.124*** 0.148*** 0.086*** C.V. (%) 0.448 1.200 1.010 2.522

Tabla XI. Efecto del BB-16 en el rendimiento y algunos de suscomponentes en maíz tierno var. P-7928 (Campaña1996-1997) (tomado de Almenares et al., 1999)

1-10 mg.ha-1 (20 DDS); 2- 5 mg.ha-1 (20 DDS)+5 mg.ha-1 (35 DDS); 3-10 mg.ha-1

(35 DDS); 4-20 mg.ha-1 (20 DDS); 5-10 mg.ha-1 (20 DDS)+10 mg.ha-1 (35 DDS);6-20 mg.ha-1 (35 DDS); 7-30 mg.ha-1 (20 DDS); 8-15 mg.ha-1 (20 DDS)+15 mg.ha-1

(35 DDS); 9-30 mg.ha-1 (35 DDS); 10-40 mg.ha-1 (20 DDS); 11-20 mg.ha-1

20 DDS) +20 mg.ha-1 (35 DDS); 12-40 mg.ha-1 (35 DDS); 13-Control sin aspersión

Sin embargo, los componentes del rendimiento que sefavorecieron fueron diferentes, ya que en la campaña de frío,el BB-16 solamente incrementó de forma significativa elnúmero de panículas.m-2 (P.m-2), mientras que en la primavera,se incrementó, además del número de panículas.m-2, elnúmero de granos llenos.panícula-1 y la masa de 1000 granos(Tabla XII). Esto pudiera ser la causa de los mayoresincrementos en el rendimiento que se obtuvieron en lacampaña de primavera (66-81 %) en comparación con la defrío (26-33 %).

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Tabla XII. Influencia del BB-16 en algunos componentes delrendimiento de plantas de arroz var. INCA LP-2durante dos campañas (tomado de Díaz et al., 2003)

L.P. – Longitud de panículas A.A.- Ahijamiento activoI.P.- Inicio de paniculación Ll.G.- Llenado del grano

Estos resultados demostraron que las aspersiones foliaresde 20 mg.ha-1 de BB-16 fraccionada al 50 % en los momentosseleccionados del ciclo del cultivo fueron muy eficaces enestimular el rendimiento del arroz.

Paralelamente, se llevaron algunos resultados a condicionesde producción y se asperjó foliarmente una dosis total de20 mg.ha-1, fraccionada a partes iguales en las fases deahijamiento activo e inicio de paniculación en un área queosciló entre 40 y 60 ha.

Tratamientos L.P. P.m-2 Granos llenos.

panícula-1

Granos vacíos.

panícula-1

Masa de 1000

granos (g) Campaña de frío

Control 23.58 259.10c 96.00 7.33 27.00 20 mg.ha-1

(A.A.+ I.P.) 23.45 348.43b 104.67 13.00 27.77

50 mg.ha-1

(A.A.+ I.P.) 23.48 342.83b 97.67 14.00 28.23

20 mg.ha-1

(I.P.+ Ll.G.) 23.03 411.73a 91.67 10.67 28.47

50 mg.ha-1

(I.P.+ LI.G.) 23.55 407.20a 96.33 13.00 28.73

E.S.x 0.37NS 11.65*** 2.87NS 2.79NS 0.60NS Campaña de primavera

Control 19.53 200d 71b 36.67a 25.3c 20 mg.ha-1

(A.A.+ I.P.) 20.43 320a 80a 25.00b 27.7a

50 mg.ha-1

(A.A.+ I.P.) 21.00 309b 83a 26.00b 27.7a

20 mg.ha-1

(I.P.+ Ll.G.) 20.60 318ab 84a 24.00b 27.3ab

50 mg.ha-1

(I.P.+ LI.G.) 20.83 278c 80a 26.00b 26.8b

E.S.x 0.62NS 2.99*** 2.53* 1.53** 0.17***

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Los resultados demostraron que el BB-16 incrementó en másde 40 % los rendimientos del cultivo (Díaz et al., 2003).

Posteriormente, se realizaron algunas validaciones tambiénen áreas de pequeños productores de la provincia de Pinardel Río, donde se aplicó a plantas de arroz var. INCA LP-5,una dosis de 20 mg.ha-1 de BB-16 fraccionada al 50 % en lasfases: inicio de paniculación y llenado del grano, durante doscampañas. Los resultados demostraron que, de forma general,en las dos épocas de siembra evaluadas, hubo un efectopositivo del producto aplicado, lográndose un mejor desarrollovegetativo y un incremento del rendimiento agrícola del cultivo(Morejón et al., 2007).

Por otra parte, en el cultivo del tomate var. Amalia, se demostró(Terry et al., 2001) que la combinación de los biofertilizantes(Azospirillum y Micorrizas) con la aspersión foliar del BB-16en la floración, no solo fue capaz de incrementar losrendimientos sino además de ahorrar 60 kg.ha-1 de fertilizantenitrogenado (Tabla XIII).

Estos resultados son de gran interés científico-técnico y deimportancia práctica, pues la sustitución parcial de fertilizantenitrogenado por el uso de biofertilizantes y de unbioestimulador como el BB-16, conllevará no solo aincrementar la producción sino además, a tener una tecnologíade producción más amigable con el ambiente y por ende, mássostenible en el tiempo.

En el caso de la soya, Costales et al. (2008) demostraron quela inmersión de semillas de soya durante una hora en unasolución de BIOBRAS-16 (0.05 mg.L-1) mejoró la respuestade la interacción simbiótica Bradyrhizobium-soya,incrementando tanto el número de nódulos como las masasfresca y seca de los mismos (Tabla XIV).

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Tabla XIII. Efecto de biofertilizantes y BB-16 en el rendimientode plantas de tomate var. Amalia (tomado de Terryet al., 2001)

Az: Azospirillum brasilense Sp 7 N: NitrógenoTP: Testigo de producción MVA: Glomus clarum

Tabla XIV. Efecto de la inmersión de las semillas en solucionesde Biobras-16 durante una hora sobre los indicadoresde nodulación de plántulas de soya cultivar INCAsoy-27(tomado de Costales et al., 2008)

Tratamientos Rendimientos (t.ha-1)Semillero Trasplante Inicio floración 1998 1999

Az+ MVA + 30 kg.ha-1 N

30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N 28.37 c 28.04 c


30 kg.ha-1 N + BB-16

30 kg.ha-1 N 29.09 b 29 .45 b


30 kg.ha-1 N + BB-16

30 kg.ha-1 N + BB-16

29.19 b 29 .41 b


30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N + BB-16

30.91 a 30 .52 a

Az + 30 kg.ha-1 N

30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N + BB-16

29.42 b 29 .32 b

MVA + 30 kg.ha-1 N

30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N + BB-16

29.10 b 29 .17 b

30 kg.ha-1 N 60 kg.ha-1 N 60 kg.ha-1 N (TP)

25.37 d 24 .66 d

30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N 30 kg.ha-1 N 25.41 d 25 .04 d E.S.x 1.07*** 1.05***

Tratamientos No. nódulos. planta-1

Efecto nodular

(%)

M.F. nódulos

(g.planta-1)

M.S. nódulos

(g.planta-1)Control 5.00±1.000b 100 0.012±0.006b 0.0020±0.0010b 0.01 mg.L-1 8.11±0.655ab 100 0.040±0.008ab 0.0067±0.0009a 0.05 mg.L-1 12.10±1.620a 100 0.045±0.011a 0.0083±0.0015a 0.10 mg.L-1 9.56±1.334ab 100 0.038±0.007ab 0.0091±0.0014a

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Se ha demostrado, también, que la aspersión foliar de BB-16incrementó la producción de frutos en plantas de maracuyá(Gomes et al. 2006) y de fresa cv. Misionaria (Noriega et al.,1998) y adelantó ligeramente la maduración de los frutos detoronja, al favorecer la degradación de la clorofila durante elproceso de desverdización de la corteza en cámara de etileno,lo cual resulta beneficioso para la comercialización de losmismos en el mercado internacional (García et al., 1998).

De forma general, en los resultados, a nivel experimental, seevidenció la efectividad de ambas formulaciones comoestimuladoras del rendimiento en diferentes cultivos, lo queabre nuevas perspectivas para el uso de estos productos enla agricultura. Se demostró que las dosis más adecuadas hanoscilado entre 10 y 50 mg.ha-1; siendo más eficaz la aspersiónen dos momentos del ciclo del cultivo.

Partiendo de estos resultados a nivel experimental y teniendoen cuenta que la síntesis del BIOBRAS-16 es más factibledesde el punto de vista económico, que la del BIOBRAS-6,se procedió a la validación de esta formulación en cultivos deimportancia económica (hortalizas, arroz, frijoles, maíz, soya,entre otros). Los resultados satisfactorios que se obtuvieronpermitieron la elaboración de las instrucciones técnicas parasu uso donde se recomiendan las dosis y momentos deaplicación a emplear en cada cultivo (Tabla XV).

Se debe destacar, que aún quedan muchas potencialidadesde esta formulación que pudieran ser explotadas en laagricultura, como son: la posibilidad de sustituir parcial ototalmente a algunos productos químicos, contaminantes delmedio ambiente, el empleo de otros modos de aplicación comoes el tratamiento a las semillas antes de la siembra, ya seapor inmersión o aspersión, en dependencia del cultivo; laposibilidad de que existan sinergias con algunos biofertilizanteso bioestimulantes; entre otros.

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Tabla XV. Dosis y momentos de aplicación de BIOBRAS-16recomendados para algunos cultivos

DDS: Días después de la siembraDDP: Días después de la plantaciónDDT: Días después del trasplante

En relación con lo anterior, se puede plantear que, en áreasde un productor de la provincia Villa Clara, se realizaronaspersiones con BIOBRAS-16 a las semillas de frijoles, antesde la siembra y se obtuvieron incrementos en los rendimientosdel cultivo (Rosabal et al., datos no publicados); evidenciandola efectividad de otros modos de aplicación.

Este producto también ha sido aplicado en diferentes cultivosen otros países del Continente como Colombia, Venezuela,México, Costa Rica, Panamá y Chile y de Europa como

Cultivos Dosis (mg.ha-1) Momentos de aplicación Tomate 20

20 5-10 DDT

Inicio de floración Pimiento 25

25 5-10 DDT

Inicio de floración Cebolla 20

20 30-35 DDS o DDT 70-75 DDS o DDT

Ajo 20 20

45-50 DDP 70-75 DDP

Maiz 10 10

20-25 DDS 35-40 DDS

Soya 10 20

20-25 DDS Inicio de floración

Frijoles 10 10

20-25 DDS Inicio de floración

Col 25 25

25-30 DDS Formación de repollo

Arroz 10 10

10 10

Inicio de paniculación Etapa de llenado del grano

oAhijamiento activo

Inicio de paniculación Lechuga 10 5-10 DDT

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Ucrania y España con buenos resultados. Así, por ejemplo,en Colombia (donde el producto se conoce como Biomex) seaplicaron, foliarmente, plantas de algodón al inicio de lafloración y en la maduración de las cápsulas y se obtuvieronincrementos en la producción de hasta un 25 %. Estosresultados fueron muy superiores cuando se combinó elrecubrimiento de las semillas con micorrizas y la aspersiónfoliar con Biomex (Fernández, 1996).

En Venezuela (donde el producto se denomina BIOCRECE),se ha asperjado en cultivos tales como: algodón, maíz, arroz,café, sorgo en cantidades entre 10 y 20 mg.ha-1 obteniéndoseincrementos en los rendimientos que oscilaron entre el 7-40 %(Robaina y Scovino, 1998).

En México, se estudió el efecto del BB-16 en frijol ayocote(Phaseolus coccineus L.) y se encontró que la utilización deuna concentración de 0,4 mg.L-1 incrementó tres veces labiomasa total y el rendimiento en un 68 % (Vargas e Irizar,2005). Además, Salgado et al., 2008 informaron que laaplicación del producto llamado Bioveg (formulación similaral Biobras-16) en concentraciones que oscilaron entre 0,001y 1,0 mg.L-1 en cultivos como ajo, café, arroz, caña de azúcar,cebolla, chile, papa, sorgo y tomate, entre otros, optimizó elrendimiento y protegió a las plantas ante el déficit hídrico.

IV. ANÁLOGOS DE BRASINOESTEROIDES COMOREGULADORES DEL CRECIMIENTO EN LABIOTECNOLOGÍA VEGETAL

De todos es conocido, el auge que en los últimos años hatenido la biotecnología vegetal, ya sea como una herramientaen el mejoramiento genético o como una vía para la obtenciónde «semillas» de alta calidad para la agricultura; por lo que degran interés científico-técnico ha sido también la posibilidad

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de utilizar estos análogos como reguladores del crecimientoen los medios de cultivo que se emplean en lamicropropagación masiva de plantas, ya sea pororganogénesis directa o indirecta.

EFECTOS DE ANÁLOGOS DE BRASINOESTEROIDES EN PROCESOS DE

ORGANOGÉNESIS DIRECTA

En la propagación in vitro del banano, Rayas et al. (1996)demostró que el BB-6 (0.06 ppm) fue efectivo en sustituir a lacitoquinina 6-bencilaminopurina (6-BAP) en la fase deestablecimiento. Por otra parte, en el clon Gran Enano seevidenció que el BIOBRAS-6 es capaz de sustituir al AIA en lafase de enraizamiento (Rodríguez et al., 1998a) y que ademáspuede ser útil en la fase de multiplicación (Rodríguez, et al.,1998b), cuando se adiciona al medio de cultivo que contieneauxina (AIA) y citoquinina (6-BAP). Sin embargo, en el plátanoclon FHIA-21 (Agramonte et al., 1996a) y en el plátano machoclon Sobrino (Héctor et al., 2007), se obtuvieron los mejoresresultados en la multiplicación cuando el BB-6 se combinócon el 6-BAP en ausencia de AIA.

En otros estudios, utilizando el clon FHIA-18 (Izquierdo et al.,datos no publicados) se ha demostrado que este análogopuede ser utilizado con éxito en todas las fases de lamicropropagación masiva, en sustitución de las auxinas (AIB,para la fase de establecimiento y AIA, para el resto de lasfases).

Además, la inmersión de las vitroplantas en soluciones deeste análogo, cuya formulación es conocida como BB-6(denominada en este estudio como ABr), antes de latransferencia a la fase ex vitro, más la aspersión foliar,15 días después del trasplante (Izquierdo et al., 2012), nosolo incrementó la supervivencia de las plántulas y promovió

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el crecimiento de las mismas durante la aclimatización, sinoque además estimuló en las hojas, la concentración deproteínas solubles totales y el grosor de la cutícula (Tabla XVI).

En el caso de la papa, Hernández et al. (1999) demostraronque cuando se colocan nudos de plantas crecidas in vitro, de30 días de edad, de la variedad Desirée, en el medio depropagación de papa enriquecido con BB-6 (1 mg.L-1), seestimuló de manera significativa la altura, el número deentrenudos y de raíces de las plántulas (Tabla XVII).

Tabla XVI. Efecto del tratamiento con un análogo de brasino-esteroide (ABr) en la masa seca total, el contenidode proteínas solubles totales y el grosor de la cutículade vitroplantas de banano (Musa spp.) clon FHIA-18al finalizar la fase de aclimatización (n=5) (tomadode Izquierdo et al., 2012)

ADA (cara adaxial de las hojas) ABA (cara abaxial de las hojas)

Si se tiene en cuenta que el entrenudo es el órgano empleadopara la multiplicación in vitro de la papa y la cantidad deplántulas que se llevan al campo para la obtención de semillabásica es de cientos de miles, este resultado cobra unarelevancia especial para los fines prácticos que se persiguen.

Grosor de la cutícula ( m)

Tratamientos Masa seca total

(g)

Proteínas solubles totales

( g g-1 M.F.) ADA ABA Control 0.1064 d 1212.68 d 0.90 d 0.91 d ABr 0.02 M 0.1326 c 1551.32 c 0.95 c 0.96 c ABr 0.1 M 0.1500 b 1611.46 b 0.98 b 1.00 b ABr 0. 2 M 0.1808 a 1991.55 a 1.05 a 1.07 a E.S.x 0.0244 0.87 0.002 0.003 C.V. (%) 0.18 2.35 0.91 0.97

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Tabla XVII. Efecto de dos análogos de brasinoesteroides en elcrecimiento in vitro de plántulas de papa var.Desirée (tomado de Hernández et al., 1999)

En este mismo cultivo, Agramonte et al. (1996) demostraronque la inmersión de las vitroplantas en soluciones de BB-6 oBB-16 solas o en combinación con ácido naftalenacético(ANA), antes de la transferencia a la fase ex vitro, resultóbeneficiosa para las vitroplantas, ya que estimularon eldesarrollo radical y la longitud del tallo de las mismas.

En caña de azúcar, tanto el DAA-6 (BB-6) como el DI-31 (BB-16),ejercieron una influencia positiva en las fases de multiplicacióny enraizamiento durante la micropropagación (Jiménez et al.,1996).

También se estudió la influencia de diferentes concentracionesde BB-6 en la respuesta morfogenética in vitro del tomate. Seutilizaron como explantes segmentos apicales de hipocotilosy cotiledones provenientes de plántulas de la var. Amaliacultivadas en medio MS suplementado con BB-6 (10-4, 10-3,10-2, 10-1 mg.L-1) en presencia o no de 6-BAP (0.25, 0.5 y1.0 mg.L-1).Con la adición de BB-6 (10-4 mg.L-1) en los mediosde cultivo de los hipocotilos, se obtuvieron los mejoresresultados en cuanto a eficiencia y frecuencia de regeneracióndirecta (Plana et al., 2002).

Estos compuestos se han utilizado, satisfactoriamente, en lamicropropagación de flores y plantas ornamentales. Así,Montes et al. (1997) estudió la inclusión del BB-6 (0. 5 y 1.0 mg.L-1)

Tratamientos Altura (cm)

Número de entrenudos

Número de raíces

Control 7.35 b 3.30 b 5.80 b BB-16 1 mg.L-1 8.50 b 3.57 b 6.63 b BB-6 1 mg.L-1 9.99 a 4.63 a 13.13 a E.S.x 0.47** 0.20** 0.94**

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como sustituto de la auxina en el medio de cultivo en lamicropropagación de tres variedades de clavel y demostróque la respuesta fue dependiente de la variedad. Por otraparte, Castilla, 2008 demostró la utilidad del empleo delBB-16 en la micropropagación del clavel.

Otro análogo, conocido como MH-5, se evaluó en laaclimatización de brotes de Vriesea propagadas in vitro ensistemas de inmersión temporal (Capote et al., 2009).

En la Tabla XVIII se muestra el efecto que diferentesconcentraciones de este análogo ejercieron en lasupervivencia y la calidad morfológica de los brotes despuésde 49 días de ser transferidos a la fase ex vitro.

Tabla XVIIII. Efecto de las aplicaciones del análogo debrasinoesteroides MH-5 en la supervivencia yla calidad morfológica de los brotes de Vrieseaa los 49 días de la fase de aclimatización(tomado de Capote et al., 2009)

Como se puede apreciar, las aspersiones con 0,021 μmol.L-1

estimularon significativamente la supervivencia y el númerode raíces por brote; sin embargo, fueron necesarias lasaspersiones con 0,216 μmol.L-1 para lograr incrementossignificativos en el número de hojas y la masa fresca por brote.

Concentración (μmol.L-1)

Supervivencia (%)

Número de raíces/brote

Número de hojas/brote

Masa fresca/brote (g)

0 66.00 b 1.89 b 11.3 b 0.39 b 0.021 88.00 a 3.06 a 11.9 ab 0.34 b 0.107 84.00 a 2.62 a 12.1 ab 0.42 ab 0.216 87.00 a 3.00 a 12.7 a 0.50 a ES 8.16 0.09 0.15 0.01 Significación * * * *

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Se estudió, también, el efecto del MH-5 en el crecimientoin vitro de dos genotipos de arroz en condiciones de déficithídrico. Se evidenció una estimulación en la germinación delas semillas y en algunos indicadores del crecimiento de lasplántulas por la presencia del análogo, especialmente despuésde someter a las plántulas a un déficit hídrico por 24 horas.Se constató que la concentración más efectiva del MH-5dependió de la sensibilidad de la variedad al estrés (García etal., 2005).

EFECTOS DE ANÁLOGOS DE BRASINOESTEROIDES EN PROCESOS DE

ORGANOGÉNESIS INDIRECTA

Se han estudiado diferentes combinaciones de análogos debrasinoesteroides y reguladores del crecimiento tanto para laformación de callos como para la regeneración de plantas.

Se constató que el BB-6 puede ser utilizado en sustitución dela citoquinina en la regeneración de plantas a partir de callosde arroz de las variedades Amistad-82 e INCA LP-10, ya queeste análogo estimuló notablemente la diferenciación celular(González et al., 1994). Resultados similares se obtuvieronen la diferenciación de callos de papa (Hernández, 1994), puesse evidenció que la concentración de 1 mg.L-1 de este análogoprodujo un efecto similar al de la zeatina (2 mg.L-1)

Sin embargo, la combinación del BB-6 (10-4 mg.L-1) con6-BAP (0.25 mg.L-1) en el medio de cultivo beneficiónotablemente la formación de callos a partir de segmentosapicales de hipocotilos y cotiledones provenientes de plántulasde tomate var. Amalia, favoreciendo un lento proceso deregeneración indirecta (Plana et al., 2002).

En la formación de callos de Coffea canephora var. Robusta,se llevaron a cabo varios ensayos, utilizando el DAA-6 (0.1,0.05, 0.01 mg.L-1), así como los análogos CR-44 y MH-5 (0.01

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y 0.05 mg.L-1). En todos los casos se emplearon en sustituciónde la auxina (2,4- diclorofenoxiacético, 2,4-D) y de lacitoquinina (kinetina). Los resultados evidenciaron que elDAA-6 y el MH-5 (0.01 mg.L-1) en sustitución de la citoquinina,brindaron resultados satisfactorios en la evolución del callo,siendo el MH-5, el de mejor comportamiento; ya que no solofuncionó en el proceso sino que también favoreció sudesarrollo en el tiempo (García et al., 1997).

Partiendo de los resultados anteriores, se desarrolló otroexperimento, donde se estudió la influencia de la inclusión enel medio de cultivo del MH-5 (0.01 mg.L-1) en combinacióncon el 2,4-D (0.25 y 0.50 mg.L-1) y con el 2,4-D (0.25 y0.50 mg.L-1) + kinetina (2 mg.L-1) en la dinámica de crecimientode callos de Coffea canephora var. Robusta. Los resultadospermitieron establecer la actividad biológica del análogo MH-5,observándose valores adecuados de masa fresca de los callosy un favorecimiento en el balance de los reguladores delcrecimiento, independientemente, de la presencia o no dekinetina y de la concentración de 2,4-D en el medio del cultivo(García et al., 1998).

Se informaron, también, resultados satisfactorios en laformación de callos embriogénicos de papa, cuando sesustituyó en el medio de cultivo la kinetina por los análogosde brasinoesteroides BB-6 y MH-5 (Moré et al., 2001).

En Ipomoea batatas, se obtuvieron buenos resultados en lainducción de callos cuando el BB-6 y el MH-5 se utilizarontanto de forma independiente como en combinación con laauxina (2,4-D) y la citoquinina (6-BAP). Sin embargo, lageneración de plantas solamente se favoreció con la adicióndel BB-6 al AIA y la kinetina (González et al., 2003)

La adición de BIOBRAS-6 (0.01 mg.L-1) a un medio de cultivoque contenía auxina (AIA) y citoquinina (6-BAP) incrementó

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la germinación de embriones somáticos del cultivar híbridoFHIA-18 (AAAB), recomendándose este nuevo medio para laembriogénesis somática en medios líquidos (Gómez et al., 2000).

Con anterioridad, se había demostrado la utilidad delBIOBRAS-6 en la conversión y adaptación de plantas de frutabomba (Carica papaya L.) var. Maradol Rojo obtenidas a partirde embriones somáticos (Gómez et al., 1996).

Estos resultados han demostrado que estos análogos debrasinoesteroides, sintetizados en Cuba, pueden ser incluidoscomo reguladores del crecimiento en los medios de cultivopara la micropropagación masiva de plantas, sin embargo, sise utilizan como sustitutos de las auxinas o de las citoquininaso como complementos de los reguladores que se empleantradicionalmente, dependió del proceso biológico que seevaluó, así como del tipo de explante utilizado, entre otrosfactores.

Todo lo anterior pudiera ser de gran utilidad en el empeño deincrementar la eficiencia de la micropropagación masiva endiferentes especies vegetales, ya sea por organogénesisdirecta como a través de la embriogénesis somática; por loque continuar evaluando la actividad biológica de estosanálogos espirostánicos en dichos procesos es de granimportancia no solo científico-técnica sino además práctica.

V. EFECTOS DE LOS BRASINOESTEROIDESY SUS ANÁLOGOS EN PLANTAS CULTIVADASEN CONDICIONES DE ESTRÉS

De acuerdo con Marquardt y Adam (1991), un aspectointeresante que debe tenerse en cuenta en todos losexperimentos de aplicación de brasinoesteroides, es laproducción promedio por área, ya que la influencia de estos

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compuestos parece ser superior cuando las plantas están encondiciones no óptimas de crecimiento. Esta funcionalidadde hormona antiestrés convierte a los brasinoesteroides enproductos muy interesantes para aplicaciones prácticaspotenciales.

Así, Schilling et al. (1991) informaron que plantas deremolacha tratadas con HBL y sometidas a un estrés hídricoligero (45-50 % de la capacidad hídrica máxima) fueroncapaces de compensar completamente los efectos de dichoestrés.

Por otra parte, se demostró que el tratamiento de semillas demaíz con BL promovió la recuperación de las posturas despuésde sometidas a un estrés por temperaturas bajas (He et al.,1991). También, Abe (1989) informó que la inmersión desemillas de arroz y de posturas jóvenes (en fase de 2ª hoja)en soluciones de 10-3 - 10-4 ppm de BL estimularon la toleranciaal frío de las plantas.

En trigo, Sairam (1994 a y b) demostró que el tratamiento conHBL no solamente incrementó la actividad metabólica y elrendimiento del grano en condiciones de estrés hídrico sinotambién ayudó a la recuperación de las plantas. El autor,además, señala que esta respuesta puede estar asociada auna mayor estabilidad de la membrana o a la síntesis deproteínas específicas del estrés.

En condiciones de estrés también se observó una influenciapositiva en el contenido relativo de agua de las hojas, apesar del incremento en la velocidad de transpiración y ladisminución en la resistencia a la difusión, lo que sugiereun incremento en el consumo de agua por las plantastratadas.

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En un experimento en plantas de mostaza (Brassica juncea L.),en condiciones de campo, se demostró que la aspersión foliarde BR (0.4 ppm) en las fases de pre-floración y desarrollo dela vaina, incrementó el rendimiento del cultivo en condiciónde déficit hídrico (Kumawat et al., 1997). De igual forma, sehabía informado con anterioridad, en condiciones de campo,que la aspersión foliar con BL mejoró la tolerancia a la sequíade posturas de Pinus elliottii de un año de edad, incrementandola altura, el diámetro y el crecimiento radical (Wang et al.,1995).

El tratamiento con EBL y ácido abscísico (ABA) en plantas desorgo incrementó la capacidad de supervivencia de las mismasen condiciones de déficit hídrico severo. Se demostró quehubo una interacción sinérgica entre ambos reguladores (Xuet al., 1994 a). Esta respuesta de las plantas se debe a que eltratamiento con EBL, ABA y su combinación no soloincrementó la retención de agua sino que también aceleró latolerancia fisiológica a un estado hídrico bajo (Xu et al., 1994 b).

El tratamiento a las semillas de tres variedades de sorgo conHBL y EBL resultaron efectivos en incrementar el porcentajede germinación y el crecimiento de las posturas en condicionesde estrés osmótico (Vardhini y Rao, 2003).

En frijol (Phaseolus vulgaris L.), Upreti y Murti (2004)demostraron que el pre-tratamiento con BRs y especialmentecon EBL (5 M), previo a la imposición del déficit hídrico,incrementó el rendimiento de las legumbres de las plantastanto en las del tratamiento control como en las sometidas aestrés (Tabla XIX).

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Tabla XIX. Efecto de brasinoesteroides en el rendimiento devainas de frijol Francés (tomado de Upreti y Murti, 2004)

Media±E.S., n=4

También, se estudió el efecto que la HBL o la EBL (0.01 M),aplicados por tratamiento a la semilla o por aspersión foliarejercía en el comportamiento de plantas jóvenes de arrozcultivadas en condiciones de déficit hídrico. Los resultadosdemostraron que ambos compuestos mejoraron la economíadel agua de las hojas y la asimilación de CO

2, lo que permitió

que las plantas soportaran mejor la sequía. Se constató quela aspersión foliar fue más efectiva que el tratamiento a lassemillas y que la EBL fue mejor que la HBL (Farooq et al., 2009).

Por otra parte, se ha documentado el efecto de la aplicaciónde los BRs en la recuperación de las plantas después de sersometidas a un déficit hídrico. Así, se demostró que laaspersión foliar de EBL (0.001 mg.L-1) a posturas de Cicerarietinum cv. Pusa 256, después de ser sometidas a déficit

Rendimiento de vainas (g.planta-1)

Tratamientos Conc. ( M)

Estrés (d)

Control Estrés Control 0 139.6±5.08 -

4 119.7±4.51 79.3±4.02 8 126.5±2.09 64.1±3.16

EBL 1 0 129.8±3.15 - 4 126.7±6.02 95.3±4.24 8 135.3±1.83 68.9±4.57 5 0 164.2±3.26 - 4 157.6±4.39 128.7±3.32 8 160.8±3.73 89.6±2.81

HBL 1 0 119.8±2.54 - 4 126.7±4.12 85.4±2.32 8 120.4±3.23 67.7±2.71 5 0 151.3±3.77 - 4 145.8±2.91 111.5±5.50 8 148.7±5.36 75.6±2.11

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hídrico, favoreció el crecimiento de la planta (Jai et al., 1993).Por otra parte, se ha demostrado que la aspersión foliar conHBL (0.01 M) estimuló el crecimiento de plantas de mostazadurante la recuperación de un déficit hídrico provocado por lasuspensión del suministro hídrico por siete días en dosmomentos del crecimiento (Fariduddin et al., 2009).

Núñez et al. (1998c) utilizaron la aspersión foliar de plantasjóvenes de tomate cv. INCA-17 con el análogo BB-6 (0.05mg.L-1) y encontraron una protección, en cierta medida, delas plantas ante los efectos adversos que en el crecimientoprovoca el déficit hídrico.

En cuanto al efecto de los BRs cuando las plantas sonsometidas a estrés por metales pesados, se puede señalarque la aspersión foliar de EBL y HBL, en plantas de doscultivares de tomate, fue efectiva en neutralizar los efectosadversos que provoca el estrés por cadmio y la respuesta fuemás pronunciada en el cultivar tolerante (Hayat et al., 2010).De igual forma, con anterioridad, Bilkisu et al. (2003) habíanplanteado que la aplicación de BL, EBL y HBL estimuló elcrecimiento de posturas de frijol mungo ante condiciones deestrés por aluminio.

Se ha demostrado también la utilidad de la aplicación conjuntade BRs y varios fertilizantes para reducir la acumulación demetales pesados en cultivos crecidos en suelos donde existecontaminación con estos elementos (Pirogovskaya et al.,1996).

Los BRs estimulan, además, la germinación de las semillasen condiciones salinas. Así, Sasse et al. (1995), demostraronque la presencia de EBL estimuló la germinación de semillasde Eucalyptus camaldulensis en una solución de NaCl150 mM. En este mismo sentido, se constató que la aplicaciónde BL, EBL y HBL contrarrestaron los efectos inhibitorios

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provocados por la salinidad en el crecimiento de posturas demaní cv. ICGS 44 (Vardhini y Rao, 1997).

Se ha informado, también, la influencia de los análogos deBRs en la germinación de las semillas y el crecimiento inicialde las plántulas de tomate y arroz sometidos a estrés salino.Así, el BB-6 (0.001 mg.L-1) incrementó ligeramente elporcentaje de germinación de semillas de tomate var.Campbell-28 en soluciones de NaCl (50, 100 y 150 mM); sinembargo, la masa fresca y seca de las radículas se estimularonsolamente en las concentraciones más bajas de la sal(Núñez, 2000).

En arroz, var. Perla de Cuba, se evaluó la germinación y elcrecimiento inicial de las radículas cuando las semillas secolocaron en soluciones de NaCl (100 y 150 mM) en presenciade diferentes análogos de brasinoesteroides (BB-6, BB-16,MH-5, DI-43, CR-44, IRA-67). Los resultados mostraron quelos análogos DI-43, MH-5 y CR-44 estimularon la masaseca de las plántulas cuando estas crecieron en solución deNaCl 100 mM; mientras que estos análogos y el BB-6 lohicieron en la concentración más alta de NaCl (Núñez, 2000).En otras variedades de arroz tanto sensible a la salinidad(Jucarito-104, J-104) como tolerantes (Ginés e INCA LP-7)se ha demostrado que el tratamiento a las semillas conBB-16, durante 24 horas, es capaz de revertir la inhibiciónque en el crecimiento inicial de las plántulas provoca el estréssalino (Núñez et al., 2007; Núñez et al., datos no publicados).

En cuanto a los mecanismos que expliquen los efectos de losbrasinoesteroides en plantas sometidas a estrés abióticos,se debe señalar que éstos se han asociado a diferentesindicadores tanto fisiológicos, como bioquímicos, anatómicoso moleculares. Así, Kulaeva et al. (1991) demostraron que enhojas de trigo sometidas a 40oC, la HBL y la EBL activaron la

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síntesis de novo de polipéptidos. Además la HBL estimuló laformación de gránulos de choque térmico en el citoplasma eincrementó la termotolerancia. Por su parte, la EBL produjoun efecto protector en la ultraestructura de la célula en hojascolocadas en estrés salino (NaCl 500 mM) y previno ladegradación del núcleo y del cloroplasto.

Evidencias experimentales han revelado que la aplicaciónexógena de brasinoesteroides es capaz de disminuir el dañooxidativo provocado por algunos estrés abióticos,incrementando la actividad de algunas enzimas antioxidantes(Mazorra et al., 2002; Shang et al., 2006; Lu y Zhu, 2006;Hasan et al., 2008; Li et al., 2008; Ogweno et al., 2008;Behnamnia et al., 2009) y disminuyendo la peroxidaciónlipídica y el eflujo de electrolitos, lo que favorece el índice deestabilidad de las membranas (Ali et al., 2008).

En otros experimentos, se ha podido constatar que el efectode los BRs ha estado relacionado con una mejor economíadel agua y una mayor asimilación de CO

2 por las plantas

(Farooq et al., 2009); así como a un incremento en laconcentración de prolina de las hojas y a una regulación de laconcentración endógena de otras hormonas vegetales como,por ejemplo, el ácido indolacético y el ácido abscísico(Hathout, 1996; Yuan et al., 2010).

Por otra parte, Kagale et al. (2007) observaron nivelessuperiores de los transcriptos de tres genes estructurales(rd29A, un homólogo de BN115 y COR47) en posturas de A.thaliana tratadas con EBL y sometidas a estrés por frío portres días. De igual forma, se incrementó hasta dos veces laexpresión de transcriptos de CBF1, un factor de transcripciónde respuesta al frío, en las primeras tres, seis y nueve horasdel tratamiento de estrés. En esa misma especie, se encontróque un total de 85 genes fueron regulados por la sequía y laBL (Huang et al., 2008).

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El incremento en la resistencia a la infección patogénicainducida por los brasinoesteroides ha sido informada, entreotros, por Korableva et al. (1990) citados por Marquardt y Adam(1991) quienes infestaron artificialmente tubérculos de papacon Phytophthora infestans o Fusarium sulfuricum yencontraron que los tratados mostraron una resistenciasuperior a los fitopatógenos en comparación con el control yademás, formaron más sustancias protectoras en respuestaa la infección.

Al utilizar plantas de cebada como un sistema modelo encondiciones de campo y de laboratorio para estudiar el efectoprotector de los BRs ante las enfermedades, se pudo constatarque, en condiciones de laboratorio, la aspersión de las plantascon EBL, en la fase de ahijamiento, disminuyó sensiblementelas enfermedades foliares provocadas por Helmintosporiumteres Sacc.. En condiciones de campo, se demostró que ladosis de 15 mg.ha-1 de EBL fue comparable con el efectoinducido por el fungicida Bayleton cuando se aplicó en la dosisusual, provocando además un incremento en la productividadde la planta (Khripach et al., 1999).

También, se evaluó el efecto de la EBL 694 en el contenidode compuestos fenólicos y en la actividad peroxidasa deplantas de cebada sanas e infectadas con Helminthosporiumteres [Pyrenophora teres] y se demostró que la EBL incrementóel contenido de ácidos fenilcarbónicos libres y la actividad dela enzima y con ello la resistencia de las plantas, por lo quese sugirió que los BRs resultan prometedores como inductoresde la inmunidad de la cebada al P. teres (Manzhelesova, 1997).

En otro estudio, se evaluó la inducción de resistencia enplantas provocada por un extracto de Lychnis viscaria quecontiene BRs. Se demostró que la aplicación de solucionesacuosas de ese extracto en concentraciones que oscilaron

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entre 0.5 y 10 mg.L-1 incrementó la resistencia de plantas detabaco, pepino y tomate a patógenos virales y fúngicos hastaen un 36 %, en comparación con las plantas tratadas conagua. Se evidenció, además, que no existió efecto antifúngicodirecto (Roth et al., 2000).

Además, se informó que luego del tratamiento e inoculacióncon «Mildew», en pepino, ocurrió una estimulación dediferentes proteínas PR como fue un 20 % para la peroxidasay un 30 y hasta un 68 % para la quitinasa y la β-1,3-glucanasa,respectivamente.

Posteriormente, Nakashita et al. (2003) analizaron lacapacidad de la BL de inducir resistencia a enfermedades enplantas de arroz y tabaco. Las plantas de tabaco tratadas conBL exhibieron una mayor resistencia a patógenos de origenviral como el virus del mosaico del tabaco (TMV), de origenbacteriano como Pseudomonas syringae pv. Tabaco (Pst) yde origen fúngico como Oidium sp. Además, este compuesto,indujo resistencia en plantas de arroz ante enfermedadesbacterianas causadas por Magnaphorte grisea y Xanthomonasoryzae pv. oryzae.

Otro ejemplo, en cuanto a la capacidad de losbrasinoesteroides de estimular la resistencia a la infecciónpor virus en las plantas, se observó en la micropropagaciónde papa, donde se incluyeron en el medio de cultivo variosBRs (BL, HBL y EBL) y se encontró una reducción en lainfección por virus en el material utilizado para la plantación.Este efecto se encontró en todas las etapas del desarrollo dela planta y se observó, también, en la primera y segundageneración de tubérculos producidos del material vegetal departida crecidos en un medio que contenía BR (Khripachet al., 1999).

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En relación con los mecanismos que utilizan los BRs parainducir la resistencia a enfermedades en plantas, se debeseñalar, que Szekeres et al. (1996) informaron que mutantesdeficientes en expresar un gen involucrado en la biosíntesisde los BRs, mostraron una expresión marcadamente baja deproteínas PR. Sin embargo, mutantes que sobreexpresaroneste gen, mostraron una inducción significativa de proteínas PR.

Todos estos resultados revelan las potencialidades de los BRscomo inductores de resistencia de las plantas ante el ataquede determinados patógenos. Hay que destacar, que en 1994,Adam y Petzold hicieron un resumen de aspectos relacionadoscon la química, la fisiología y la bioquímica de los BRs eindicaron que el amplio espectro de efectos biorregulatorios yantiestrés que presentan estos compuestos los convierten enreguladores del crecimiento vegetal ecológicamenteadecuados para su aplicación en la agricultura.

CONCLUSIONES

Los brasinoesteroides y sus análogos poseen ampliaspotencialidades para ser utilizados en la agricultura comoestimuladores del crecimiento y el rendimiento de los cultivoso como inductores de tolerancia de las plantas antedeterminados estrés abióticos y bióticos y poseen la ventajade ser compuestos ecológicamente seguros. Sin embargo, eléxito de las aplicaciones de estos compuestos en condicionesde campo radica en la formulación que se emplee, la selecciónadecuada de las dosis, el modo y los momentos de aplicaciónen cada cultivo, así como tener en cuenta las condicionesedafoclimáticas en la que el mismo se desarrolla.

Es bueno destacar, que los análogos espirostánicos deBrasinoesteroides, sintetizados en Cuba, son más factiblesde ser usados en la práctica, ya que su costo es mejor al de

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los Brasinoesteroides naturales y los resultados presentadosen este documento reflejan que, por ejemplo, el rango de dosismás adecuado de la formulación conocida como Biobras-16(10-50 mg.ha-1) para estimular los rendimientos agrícolas seencuentran dentro del rango que resultó efectivo en el casode la epibrasinólida (5-50 mg.ha-1), que es uno de losbrasinoesteroides naturales más utilizados en condiciones decampo.

Por otra parte, las potencialidades que poseen estos análogosde proteger a las plantas o de estimular la recuperación antecondiciones de estrés ambiental, los hace aun más atractivospara su uso en la agricultura.

Además, la posibilidad de incrementar la eficiencia de lamicropropagación masiva de algunas especies vegetales porla inclusión en los medios de cultivo de los análogosespirostánicos de brasinoesteroides debe ser objeto deatención tanto de investigadores como de productoresdedicados a esta actividad.

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